FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床常見故障診斷與排除

張強(qiáng)　魏廣元

摘 要：通過對FANUC系統(tǒng)數(shù)控車床的幾種故障案例進(jìn)行分析，列出導(dǎo)致故障的原因和解決方法，為同類型產(chǎn)品的故障排除提供借鑒。

關(guān)鍵詞：FANUC系統(tǒng)；數(shù)控車床；故障排除

引言

數(shù)控車床是一種高效的車床類產(chǎn)品，其能夠很大程度降低勞動者的工作強(qiáng)度，并提高生產(chǎn)效率，在國內(nèi)市場中已經(jīng)逐漸替代普通車床成為市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品。盡管目前的產(chǎn)品可靠性一直處于不斷提高的階段，但隨著市場占有率的逐年上升，其偶發(fā)故障還是在所難免，因此可借助系統(tǒng)的自診斷功能，分析故障原因，解決排除故障點，快速的使機(jī)床恢復(fù)工作狀態(tài)。現(xiàn)以ETC36d數(shù)控車床為例，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)配CTB伺服主軸，精誠HST伺服刀架為例，對其偶發(fā)的故障進(jìn)行分析，列出具體的診斷過程并提出解決方法。

1.系統(tǒng)零點故障

當(dāng)機(jī)床發(fā)生零點位置不準(zhǔn)的問題后，操作者會發(fā)現(xiàn)機(jī)床走刀位置不正確，首件工件廢品，嚴(yán)重的會出現(xiàn)撞刀事故。以下幾種原因會導(dǎo)致機(jī)床零點不準(zhǔn)的情況：

故障一，機(jī)床再發(fā)生碰撞或連接伺服電機(jī)與絲杠的聯(lián)軸節(jié)松動。

當(dāng)機(jī)床發(fā)生碰撞時，由于扭力瞬間增大使連接伺服電機(jī)與絲杠的聯(lián)軸節(jié)發(fā)生相對滑動，導(dǎo)致機(jī)械坐標(biāo)出現(xiàn)偏移，此時加工的零件會出現(xiàn)超差；聯(lián)軸節(jié)松動的情況會導(dǎo)致加工尺寸總是偏小，通過手輪操作將機(jī)床軸移動到機(jī)械硬限位處，繼續(xù)搖動手輪如果發(fā)現(xiàn)刀架已經(jīng)停止運(yùn)動但系統(tǒng)坐標(biāo)還在變化則說明聯(lián)軸節(jié)松動，否則系統(tǒng)會發(fā)出“位置超差”報警。

故障二，驅(qū)動器電池沒電。

在系統(tǒng)發(fā)出“驅(qū)動器電池電壓過低”的報警后，如果不及時更換電池系統(tǒng)會在每次開機(jī)后機(jī)械坐標(biāo)都會顯示為0，而不是機(jī)床關(guān)機(jī)前的位置，此時必須更換電池否則機(jī)床將無法使用，可以通過系統(tǒng)診斷參數(shù)202#2如果為1便可以確定電池電壓為0，更換電池后，參照使用說明書，將車床X軸，Z軸移至機(jī)床制造商指定的固定位置，把參數(shù)NO.1815#4設(shè)為1，機(jī)床便會重新建立機(jī)械坐標(biāo)。在設(shè)置參數(shù)時，有時系統(tǒng)會報300號報警，此時將報警軸移動到一個螺距以外的位置，下電重新啟動機(jī)床，重復(fù)回零動作即可。

2.車削螺紋故障

故障一，車削螺紋發(fā)生亂扣現(xiàn)象。

車削螺紋發(fā)生亂扣現(xiàn)象時，最先考慮刀具選型是否正確，連接主軸和編碼器的齒形帶是否松動，系統(tǒng)參數(shù)NO.1622切削進(jìn)給的加減速時間常數(shù)是否過大（推薦值20），觀察編碼器外觀，判斷是否進(jìn)了油污導(dǎo)致1轉(zhuǎn)信號不穩(wěn)定，如果油污過多需要拆開編碼器外殼將內(nèi)部碼盤用酒精進(jìn)行清洗。

故障二，在車削螺紋時刀具停止在工件前端不執(zhí)行程序。

在車削螺紋時刀具停止在工件前端不執(zhí)行程序時，通過診斷頁面查看等待1轉(zhuǎn)信號是否為1，如果為1則說明主軸編碼器1轉(zhuǎn)信號有故障，車床在執(zhí)行螺紋車削時會停止在工件前端不向下執(zhí)行程序。如果1轉(zhuǎn)信號正確，可將參數(shù)N0.1826每個軸的到位寬度和NO.1827每個軸切削進(jìn)給時的到位寬度中的數(shù)值改大一點（推薦值20）。

故障三，車削大螺距螺紋時尺寸不對而車削小螺距螺紋尺寸正確。

車削大螺距螺紋時尺寸不對而車削小螺距螺紋尺寸正確時，只需更改系統(tǒng)參數(shù)NO.1430每個軸的最大切削進(jìn)給速度，將該數(shù)值改大可以參照螺紋切削進(jìn)給速度計算，如果進(jìn)給速度大于電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，該機(jī)床就不能滿足類似螺紋的車削技術(shù)要求。

3.系統(tǒng)“SV0433 變頻器DC LINK電壓低”報警

在系統(tǒng)維修維護(hù)手冊中提示導(dǎo)致“SV0433 變頻器DC LINK電壓低”報警的原因是，共同電源DC LINK電壓下降，伺服放大器DC LINK電壓下降。這里共同電源DC LINK電壓指的是伺服放大器CX19B接口的直流24V（允許波動范圍+10%，-10%），先用萬用表確認(rèn)CX19B接口的電源是否為24V，再檢查插頭有無虛連松動的跡象，確認(rèn)無誤的情況下，再分析伺服放大器DC LINK電壓是否正常，伺服放大器DC LINK電壓指的是驅(qū)動器內(nèi)部直流300V的轉(zhuǎn)換電壓，產(chǎn)生直流300V的電壓必須滿足伺服放大器的動力電壓滿足交流200V～240V（允許波動范圍+10%，-15%），三相電壓之間的相電壓必須保證一致，曾經(jīng)有一案例經(jīng)過變壓器后三相200V電壓的相間電壓不一致導(dǎo)致“變頻器DC LINK電壓低”報警。

4.伺服電機(jī)過熱

在數(shù)控車床中430伺服電機(jī)過熱報警也是出現(xiàn)概率較高，經(jīng)常是電機(jī)軸與絲杠不同心，導(dǎo)致電機(jī)長期處于與絲杠憋勁的狀態(tài)，在進(jìn)行金屬加工過程中，電機(jī)連續(xù)工作導(dǎo)致溫升過快過高出現(xiàn)報警，通過系統(tǒng)診斷電機(jī)監(jiān)控頁面，在機(jī)床靜止時觀察電機(jī)的電流值，如果電流過大，證明電機(jī)一直處于發(fā)力狀態(tài)，此時可以松開電機(jī)與絲杠之間的聯(lián)軸節(jié)，如果電流減小可以進(jìn)一步證明電機(jī)在裝配時誤差過大，調(diào)節(jié)電機(jī)支座解決故障。

5.刀架故障

精誠HST伺服刀架是沈陽機(jī)床與意大利最新合作研發(fā)的新型伺服刀架，以換刀時間短，響應(yīng)快，重復(fù)定位精度高而聞名，但由于上市時間短可靠性有待提高，最常發(fā)生的故障是刀架非法松開，刀具不在正位。

故障一，刀具非法松開報警。

該伺服刀架通過液壓來實現(xiàn)松開和鎖緊動作，電磁閥YV1得電刀架松開，電磁閥YV2得電刀架鎖緊，再確認(rèn)電磁閥YV2動作正常，電磁閥沒有堵塞的情況下，檢查刀架內(nèi)部的松開到位檢測開關(guān)S1和鎖緊到位檢測開關(guān)S2，當(dāng)鎖緊到位檢測開關(guān)S2位置不正時，刀架雖然處于鎖緊狀態(tài)但系統(tǒng)檢測不到開關(guān)S2反饋的鎖緊信號，系統(tǒng)就會發(fā)出“刀架非法松開”報警，調(diào)整開關(guān)S2的位置就可以解決該故障。

故障二，刀具不在正位報警。

該伺服刀架采用絕對值伺服電機(jī)進(jìn)行選刀和定位控制，當(dāng)?shù)都苁艿酵饬Ω蓴_后，系統(tǒng)發(fā)出換刀指令進(jìn)行換刀到位，刀架執(zhí)行鎖緊后，系統(tǒng)檢測到刀架伺服電機(jī)的位置編碼器反饋脈沖數(shù)與之前記憶的不一致，系統(tǒng)就會發(fā)出“刀具不在正位”報警，更改系統(tǒng)參數(shù)，切換到刀架修調(diào)模式，在修調(diào)模式下微調(diào)刀盤位置，在按下手動選刀，直到報警不再出現(xiàn)為止。

另外當(dāng)?shù)都艿乃欧?qū)動器電池沒電后，在換刀過后系統(tǒng)也會發(fā)出“刀具不在正位”報警，更換電池后，進(jìn)入刀架修調(diào)模式，確認(rèn)鎖緊信號正常并把刀盤調(diào)整到1工位，驅(qū)動參數(shù)P2-08改為271，P2-71改為1，故障解決。

結(jié)束語

數(shù)控車床的故障種類很多，有的是人為誤操作，有的是設(shè)備可靠性有缺陷，但有很多故障是類似接線端子虛連等小問題所導(dǎo)致，作為維修人員排除故障時，使用從簡到繁，由易到難地方法逐層排查往往會節(jié)約很多時間和精力。

參考文獻(xiàn)：

[1]FANUC系統(tǒng)維修說明書。

作者簡介：

張強(qiáng)，1983年，男，電氣中級工程師，主要研究方向為數(shù)控機(jī)床的設(shè)計及調(diào)試。